MOKO · 2018. 11. 26. · MOKO - Utveckling av modell för val av korsningsgeometri Av Per Strömgren, Torsten Bergh & Niklas Olofsson . Movea Trafikkonsult AB Bergsundsgatan 17 [email protected]

Version 1.0

2018-03-22

MOKO

- Utveckling av modell för val av

korsningsgeometri

Av

Per Strömgren, Torsten Bergh & Niklas Olofsson

Movea Trafikkonsult AB

www.movea.se Bergsundsgatan 17

[email protected] 117 37 STOCKHOLM

Förord I nuvarande utformningsregler och principer för dimensionering av korsningar och

breddökning har inriktning för hur typfordon och utrymmesklass ska väljas blivit

delvis otydlig och också delvis motsägande. Kör- och vingelmån hanteras inte fullt ut

och inte heller på konsekvent sätt. Det är också oklart om tidigare VGU- och

körspårskrav för hur förares körkomfort ska hanteras och kunna variera med hänsyn

till både olika miljöer och olika krav (men hänsyn till vägens funktion).

Dagens modell för utformning av korsningskurva utvecklades under 80- och 90-talet.

Det finns brister vad gäller dokumentation för krav på körkomfort i de olika

utrymmesklasserna vad gäller rattvridningshastighet. Detta finns endast delvis i

dokumentation av det numer nedlagda VU PC2 Körspår. Korsningskurvan bestämdes

utifrån ett antal parametrar, såsom korsningsvinkel, körfältsbredd, utrymmesklass,

dimensionerande fordon, andel tung trafik, primärvägens horisontalgeometri och

sekundärvägens horisontalgeometri. En del geometrisk parametrar såsom vingelmån,

kantstenstillägg etc. har bara dokumenterats vad gäller hur dessa har valts i förhållande

till de förstnämnda. Därför är det av vikt att utveckla underlag och modell för

korsningsutformning i VGU för korsningskurvans geometri samt göra en relevant

dokumentation. Det pågår också en snabb utveckling både på lastbils- och bussidan

med strävan att effektivisera transporter.

Denna rapport sammanfattar arbetet med att från litteraturstudie, skapande av

modeller utformningsramverk samt ta fram ett underlag för TrVK/TrVR Vägar och

Gators utformning (Trafikverket 2018).

Denna utredning är genomförd av Per Strömgren, Torsten Bergh och Niklas Kärrvall.




Innehåll

SAMMANFATTNING .............................................................................................................. 4

1 INLEDNING .......................................................................................................................... 6

1.1 Uppdraget ............................................................................................................... 6

2 NULÄGE ................................................................................................................................ 7

2.1 Nuvarande krav och mål för utformningen ....................................................... 7

2.2 Bakgrund ............................................................................................................... 14

2.3 Slutsatser ............................................................................................................... 18

2.4 Korsningskurvans utformningsregler ............................................................... 18

2.4.1 Konstruktion av korsningskurva mha körspårsprogram ............... 25

2.4.2 Trafiköar ................................................................................................ 26

2.4.3 Kör- och svepvidd samt körmån och vingelmån ............................. 27

3 KOMMERSIELLA PROJEKTERINGSVERKTYG ........................................................... 37

3.1 Vilka kommersiella utformningsverktyg används idag................................. 37

3.2 Handhavande av de olika mjukvarorna ........................................................... 38

3.2.1 Autotrack-Vehicle Tracking ................................................................ 38

3.2.2 AutoTURN ............................................................................................ 39

3.2.3 Novapoint väg ...................................................................................... 39

3.3 Sammanfattning av körspårsprogram .............................................................. 39

4 DIMENSIONERANDE TYPFORDON – EN ÖVERSIKT .............................................. 40

4.1 Norge ................................................................................................................. 40

4.2 Danmark ................................................................................................................ 42

4.3 Finland ................................................................................................................. 45

4.4 Tyskland ................................................................................................................ 46

4.5 GRUFF-utredningen ............................................................................................ 47

4.6 Sammanfattning typfordon ................................................................................ 49

4.7 Analys uppdatering av befintliga typfordon ................................................... 50

4.8 Förslag 55

5 IMPLEMENTERING AV NYA TYPFORDON ............................................................... 56

5.1 Tunga långa fordonståg ...................................................................................... 56

5.2 Dubbelledbuss ...................................................................................................... 59

5.3 Geometri för dubbelledbuss ............................................................................... 62

5.4 Körspårssimulering för dubbelledbuss ............................................................ 65

5.5 Körspårsanalys ..................................................................................................... 67




5.5.1 Analys och resultat ............................................................................... 68

5.6 Slutsats analys av dubbelledbussar ................................................................... 73

6 KORSNINGSUTFORMNING I NÄRLIGGANDE LÄNDER ....................................... 76

6.1 Norge ................................................................................................................. 76

6.2 Danmark ................................................................................................................ 77

6.3 Finland ................................................................................................................. 82

6.4 Tyskland ................................................................................................................ 84

6.5 Sammanfattning korsningsutformning ............................................................ 85

7 UPPDATERING AV KORSNINGSGEOMETRI ............................................................. 87

8 SLUTSATS, DISKUSSION OCH FORTSATT ARBETE ................................................. 96

REFERENSER ........................................................................................................................... 99




Sammanfattning

Uppdraget är att:

• redovisa och analysera dagens ”regler” för val av dimensionerande

trafiksituation och dess bakgrund och motiv.

• dokumentera nuvarande detaljregler för utrymmesklasserna (A, B ..), körmån

och vingelmån både i vanlig korsning och cirkulationsplatser och relatera dessa

till kommersiella körspårsprogram

• analysera dagens dimensionerande typfordon för ”dispensfria” bussar och

lastbilar mot dagens fordonspark, trender i den och närliggande länders

motsvarande typfordon.

• analysera utrymmesbehov i ”vanlig korsning” för aktuella försök med

”dispenskrävande” bussar och lastbilar.

• analysera om det är möjligt att förenkla nuvarande korsningskurva ”i vanlig

korsning” med föreslagna eventuella justeringar av typfordon, körsätt, körmån

och vingelmån.

Slutsatserna är kortfattat:

• Nuvarande regler för val av dimensionerande trafiksituation ändrades i

övergången till Krav och är nu otydliga och delvis motstridiga. De bör ses över i

syfte att förtydliga vad som gäller.

• I VU/VGU tillsammans med VU PC2 Körspår fanns detaljkrav för utformning av

korsningsytor och korsningskurvor. Dessa bestod i att utrymmesklasserna i VU

PC2 Körspår kompletterades med komfortkrav i form av regler för rattvridning

med hänsyn till accepterad sidokraftsförändring och hastighet. Dessa regler är

inte kompatibla med beskrivningen av vilka ytor som får användas i de olika

utrymmesklasserna. Det fanns dessutom otydligt dokumenterat krav på körmån

i korsningskurvor. Detta regelverk har dokumenterats i rapporten. Dessa

komfortkrav och körmånskrav finns inte i nuvarande regelverk. Dessa bör

återinföras och då eventuellt också delvis omprövas. Det gäller då också vilka

ytor som får användas i olika körsätt.

• Detaljalgoritmer i kommersiella körspårsprogram är i princip

”affärshemligheter”. Vehicle Track (AutoDesk) innehåller sannolikt VU PC2s

algoritmer. Ett sätt, givet att reglerna återinförs, att ställa krav på program att

använda i Trafikverkets projektering skulle kunna vara att införa en

certifieringsprocedur.

• Trafikverkets nuvarande standardtypfordon för bussar och lastbilar med släp

överensstämmer väl med andra länders typfordon. Lastbilen med påhängsvagn

däremot har ett axelarrangemang, som inte stämmer med marknaden eller

andra länders typfordon. En anpassning föreslås. Denna innebär då att det




istället blir ”modulfordonet” och boggibuss, som blir dimensionerande, givet att

de gamla VU/VGU-reglerna skulle gälla.

• Det pågår ett intensivt utvecklingsarbete både på buss och lastbilssidan mot

längre och effektivare fordon. Analysen av effekten av pågående försöksfordon

ger att en översyn av typfordon och utrymmesbehov i samverkan med branschen

rekommenderas.

• Det är möjligt att ersätta nuvarande korsningskurvas klotoidkoncept med ett

cirkelkoncept på motsvarande sätt som i närliggande länder. Rapporten

redovisar ett sådant förslag baserat på de gamla VU/VGU-kraven. Ytbehoven blir

något mindre och det är modulfordon och boggibuss som dimensionerar. Det

nya förslaget till lastbil med påhängsvagn har mindre utrymmesbehov.




1 Inledning

1.1 Uppdraget

Uppdraget är att:

• redovisa och analysera dagens ”regler” för val av dimensionerande

trafiksituation och dess bakgrund och motiv.

• dokumentera nuvarande detaljregler för utrymmesklasserna (A, B, C och D),

körmån och vingelmån både i vanlig korsning och cirkulationsplatser

• analysera dagens dimensionerande typfordon för ”dispensfria” bussar och

lastbilar mot dagens fordonspark, trender i den och närliggande länders

motsvarande typfordon.

• analysera utrymmesbehov i ”vanlig korsning” för aktuella försök med

”dispenskrävande” bussar och lastbilar.

• analysera om det är möjligt att förenkla nuvarande korsningskurva ”i vanlig

korsning” med föreslagna eventuella justeringar av typfordon, körsätt, körmån

och vingelmån.




2 Nuläge

2.1 Nuvarande krav och mål för utformningen

Detaljutformning av korsning bestäms i princip i alla nationella regelverk och hand-

böcker av för vilka fordon och körsätt, som korsningen dimensioneras. Val av typfor-

don och körsätt styrs oftast av anslutande vägars/gators funktion i systemet. Det är

också normalt att en standardiserad korsningskurva används. Motiven för regelverken

är dels ren rationalitet/effektivitet dels en tolkning/avvägning av lagstiftningens tillåtna

fordon mot markåtgång, kostnader och effekter för andra trafikanter och omgivning.

Lagstiftningen reglerade länge bara total längd och bredd men inte utrymmeskrav/be-

hov i sväng. Detta infördes först i EG-direktiv EC 96/53 (Council of the European Union

2015). Detta kräver numer att ett stelt fordon (ledat) ska klara att köra runt inom cirklar

med radier 5,3 (2,0) och 12,5 m.

Nuvarande svenska regler och rekommendationer för statliga vägar för val av

typfordon och körsätt finns i Övergripande krav och Krav respektive grundvärden för

vägar och gators utformning (Trafikverket 2012 och 2015). Kraven kan sammanfattas:

• Funktionella förbindelser på landsbygd ska normalt utformas för typfordonen

Lps och Bb samt kunna trafikeras med Lspec. Utrymmesklass A eller B för Lps

och Bb ska normalt tillämpas vid körfältsbredder >= 3,0 m. Utrymmesklass B

bör tillämpas om korsande gång- och cykeltrafik förekommer. Utrymmesklass C

får tillämpas vid låga trafikflöden på sekundärvägen (korsningstyp A). I

cirkulationsplatser ska Lspec kunna passera med som lägst utrymmesklass D.

• Dimensionerande typfordon för övriga statliga vägar (ej funktionella

förbindelser) bestäms från fall till fall. Utrymmesklass B får normalt tillämpas.

Efter TrV:s godkännande kan även utrymmesklass C godtas vid låga flöden

• Korsningar mellan statlig väg i tätort och kommunal gata eller enskild väg ska för

genomgående trafik normalt dimensioneras för typfordon Lps och Bb

utrymmesklass A eller B. Utrymmesklass B ska normalt tillämpas om korsande

gång- och cykeltrafik förekommer samt i signalreglerade korsningar. I

cirkulationsplatser ska Lspec kunna passera med som lägst utrymmesklass D.

Dimensionerande typfordon för svängande bestäms från fall till fall.

Signalreglerade korsningar bör dimensioneras för Lbn utrymmesklass A och

Lps utrymmesklass B i samtliga trafikrörelser. Vid separatreglering av




vänstersvängande trafik bör typfordon Pb och Lps samtidigt kunna göra

vänstersväng i motriktade tillfarter i primärväg,

I överkörningsbara cirkulationsplatser som trafikeras av buss i linjetrafik bör

bussar kunna trafikera utan att behöva trafikera den förhöjda delen.

• Korsningar inom övrigt kommunalt huvud- och lokalnät sker enligt

kommunala beslut. Vid dimensionering av korsningar behöver stora fordons

krav på framkomlighet vägs mot cyklisters, gåendes och särskilt

funktionshindrades krav på säkerhet och framkomlighet

• I cirkulationsplatskraven redovisas körmåner vid utformningshastighet 30

respektive 50 för utrymmesklasser:

Tabell 2.1. Körmån cirkulationsplatser

Körmån tot båda sidor av fordonet (m)

Utrymmesklass

Vdim A B C D

50 0,75 0,5 0,25 0

30 0,5 0,25 0,25 0

Kanalbredder för 2-fältiga till- och frånfarter ska normalt dimensioneras för

Pb+Lps och vid höga lastbilsflöden Lps+Lps. Utrymmesklass anges inte. En

tabell redovisas enligt:

Tabell 2.2. Kanalbredder 2-fältiga cirkulationsplatser

Andel Tillfart kanalradie Frånfart kanalradie

tung 10-14 m 15-25 m 100-150 m >150 m

Pb+Lbn liten 7,5 7 8 7

Pb+Lps normal 10 9,5 8 7

Lps+Lps normal 13 11 8 7

Lps+Lps stor 14 12,5 8 7




Tvåfältiga cirkulationsplatser ska utan körfältslinje utformas för minst Lps + P

utrymmesklass A enligt:

Tabell 2.3. Kanalbredder 2-fältiga cirkulationsplatser utan körfältslinje

Körvidd+avstånd mellan fordon+körmån utrymmesklass A

Rondell 2 kf Vdim 40/50 2 kf Vdim 30

Radie Lps+pb Lps+Lps Lbn+Lbn Lps+pb Lps+Lps Lbn+Lbn

15 9,6 12,8 10,6 8,7 12,2 10

20 8,7 11,7 9,9 7,9 11,1 9,2

25 8,3 11,2 9,3 7,5 10,3 8,8

30 7,9 10,5 9 7,1 9,6 8,5

35 7,5 10 8,9 6,7 9 8,5

Cirkulationsbredder anges också för olika typfordon exklusive körmån.

Figur 2.1Cirkulationsplatsbredder beoende på typfordon exkl körmån

För breddökning i kurva gäller




Figur 2.2. Breddökning i kurva

De refererade typfordonen redovisas i VGU Definitioner och grundvärden (Trafikverket

2015c) och är:




Figur 2.3. Nuvarande typfordon Bb, Lps och Lspec

Utrymmesklasserna definieras också i Grundvärden enligt:

• A: Bekvämt och säkert med körarea vid sväng inom eget körfält utom vid

korsande av motriktat körfält med minimiradier (bakaxels mittpunkt) och

rattutslag enligt tabell nedan

3,0 1,3 8,8

19,0

2,52,01,4




Figur 2.4. Nuvarande utrymmesklass A

• B: Mindre god körkomfort men tryggt/säkert om hastighetsanpassning med

sveparea vid sväng på medriktade körfält och på GC-banor od där GC-trafikanter

kan förekomma men minst 1,5 m fritt utrymme med minimiradier (bakaxels

mittpunkt) och rattutslag enligt tabell nedan




Figur 2.5. Nuvarande utrymmesklass B

• C: Låg körkomfort men säkert om tillräcklig hastighetsanpassning med körarea

vid sväng på medriktade och motriktade körfält och GC-krav enligt körsätt B

med minsta radie och rattutslag enligt tabell:




Figur 2.6. Nuvarande utrymmesklass C

• Utrymmesklass D: endast för cirkulationsplatser typfordon Lspec. Vid

vänstersväng och rakt fram utnyttjas hela körfältet samt erforderligt utrymme i

rondellytan + 0,5m. Vid högersväng utnyttjas max utrymme i rondellytan samt

eventuell överkörbar del av i korsningskurva och trafiköar.

2.2 Bakgrund

Typfordon och körsätt fanns redan i de första svenska reglerna från 1962 (KVVS 1962),

som 1967 (Statens Vägverk 1967) bara speglades. Då gällde en 9 m lastbil och körsätt

definierat i körspårsmallar med olika radier.

Utrymmesklasser A, B och C samt buss (12 m), ledbuss (18 m) lastbil med påhängsvagn

(Lps 16 m) respektive släp (24 m) infördes på 70-talet (Vägverket 1973). Då kom också

de första reglerna råden för val av typfordon och körsätt på landsbygd (Vägverket 1977)

och i tätort (Vägverket 1973). Typfordon och körsätt byggde då på en utredning

genomförd tillsammans med branschen (Statens Vägverk 1975). Typfordonen

motiverades av då förekommande fordon, gällande lagstiftning och branschens

värdering av den framtida utvecklingen. Utredningen ger inga motiv för

axelarrangemangen i fordonen. Endast totallängdsdata redovisas. Boggibussen tillkom

1986 (Vägverket 1986), modulfordon (Lm 25,25) och specialfordonet (Lspec 19 m) 1999

(Vägverket 1997 och 1999).




Ledbussen och lastbilarna med påhängsvagn respektive släp har varit oförändrade

sedan 1977. Normalbussen har detaljjusterats inom 12 m. Lastbilen med släp har också

detaljjusterats. Boggibussen har växt från 13,5 till 14 m.

Utrymmesklasserna har detaljjusterats på marginalen. Körsätt D infördes 1999

(Vägverket 1999). Utrymmesklasserna, i form av bekvämlighet/komfort, definierades

tidigare också indirekt också av krav i Vägverkets körspårprogram VU PC 2 Körspår

(Vägverket 1994, 1998 och 1999) .

I körspårsprogrammet ger användaren en körstrategi som en styrlinje för dragaxelns

mittpunkt bestående av raklinjer och radier och en körhastighet. Programmet tar sedan

iterativt ur detta fram ett styrspår där hänsyn tas till körbarhet/körkomfort genom att:

• Körhastighet kontrolleras mot ett samband mellan radie och ”bekväm hastighet”

V (km/tim). Bekväm hastighet ges av att dimensionerande sidoacceleration

(Sacc) ej får överskridas:

Sacc = g*0,28*EXP(-0.0096*V)

Detta ger max radie Rmax=(V/3,6) 2/Sacc illustrerat nedan

Figur 2.7. Samband hastighet – radie i VU PC2

• Rattvridning, dvs sidokraftsförändringen antas vara konstant mellan styrlinje-

elementen, dvs som klotoider med villkoret A 2 = k * (V/3,6) 3 .

A är klotoidparametern, V är hastighet enligt ovan i km/h och k är sidokraftsför-

ändringen per sekund eller rycket. För detta antas gälla:




Samband mellan Hastighet och Ryck

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0

20

40

60

80

100

120

Hastighet (km/h)

Ryck (m/s )3

Figur 2.8. Samband hastighet – ryck i VU PC2

• Det finns också krav på minsta längd på element via klotoidparametrar och

radier (A 2 = R*L) och på max rattvridningshastighet 11,5 o/sek. Den senare ger

ett ytterligare villkor på sambandet mellan A, R och hastighet.

Dessa komfortkrav finns inte längre tydligt kvar i nuvarande regelverk.

Regler och råd för val av typfordon och körsätt beroende på trafiksituation har över tid

finjusterats och kompletteras ett antal gånger i VU94, ARGUS och VGU. För det större

vägnätet har i princip gällt LpsA och BbA. LpsA är i princip dimensionerande för

tillfarter och i cirkulationsplats innerradie, Bb på motsvarande sätt i frånfarter med

refug och för cirkulationsplatsers ytterradie. Lsp, det största fordonet, används bara i

vissa skogsbilväganslutningar. Det har hela tiden förts en diskussion kring konflikten

mellan stora fordons framkomlighet och säkerhet, särskilt för gående, cyklister och

funktionshindrade.

Korsningskurva

Nuvarande korsningskurvan för korsningstyp A-C introducerades 1986 (Trafikverket

1986). Den har varit oförändrad sedan dess med kombinationen R150-A12-Rmitt-A12-

R150 och har sina rötter i 1962 års regler (KVVS 1962). Den skiljer sig från flera andra

korsningskurvor där radiekombinationen 2Rmitt-Rmitt-3Rmitt tillsammans med

vinkeländringskrav används. Utformningen bygger på VU94/VGU2004s krav LpsA och

BbA med körspårsprogrammets indirekta krav på körkomfort via samband hastighet,

radie, båglängd och klotoid. Det finns också med en körmån på cirka 0,5 m.




Figur 2.9. Nuvarande korsningskurva

Konstruktionsgången är följande:

Steg 1 Bestäm om korsningskurvan ska utgå från körbanekant eller inryckning 0,25 m från vägbanekant

Steg 2 Bestäm mittkurvornas radie Rm1 och Rm2 med hänsyn till korsningsvinkeln enligt tabell ovan.

Steg 3 Bestäm L med hänsyn till körfältsbredd och mittkurvans radie enligt tabell ovan.

Steg 4 Bestäm längden A-C och A-D med hänsyn till korsningsvinkeln enligt tabell nedan

Tabell 2.4. Längder A-C och B-D med hänsyn till korsningsvinkel

Steg 5 Konstruera korsningskurvorna med stöd av hjälplinjerna A-B-C och D-E.

Korsnings-

vinkel

Vinkel

A-B-C

Avstånd A-C Avstånd A-D

vid körfältsbredd

gon gon m 3,5 m 3,75 m

85

90

95

100

105

110

115

15

15

12

12

12

15

15

7,003

7,025

5,656

5,723

5,828

7,580

7,860

10,503

10,536

9,177

9,286

9,457

11,369

11,788

10,753

10,787

9,428

9,540

9,716

11,639

12,069




2.3 Slutsatser

Nuvarande regler är inte helt enkla att tyda. De är ändrade sedan VU 94/VGU 2004.

En bokstavstolkning är att funktionella förbindelsers korsningar ska/bör utformas för

Lps(B) och Bb(B), att utrymmesklass C får tillämpas vid korsningstyp A och att Lspec

ska kunna trafikera cirkulationsplatser med D.

För övriga statliga vägar avgörs typfordon från fall till fall normalt med utrymmesklass

B. Korsningar med kommunal väg ska utformas som på funktionella förbindelser

alternativt från fall till fall.

För cirkulationsplatser ges regler för körmån och 2-fältiga kanalbredder. De senare

bygger på andel tung trafik och saknar tydligt stöd i de mer övergripande kraven.

Detaljutformningarna för korsningskurvor ligger samtidigt kvar utan korrigering för

ändringarna i val av typfordon och körsätt. Utrymmesklasserna är oförändrade men har

tappat VU PC2 Körspårs indirekta komfortkörkrav i form av samband körradie-

hastighet-båglängd-klotoid. Detta gör att det egentligen inte finns några krav att stödja

utformning av korsningskurva på. Det behövs på denna detaljnivå förtydliganden av

regelverket. Dessutom används idag kommersiella körspårsprogram där det är otydligt

i vilken utsträckning komfortkörkraven är med.

Det finns ett behov av att se över regelverket i syfte att förtydliga vad som gäller mer

generellt.

2.4 Korsningskurvans utformningsregler

Korsningskurva för högersväng utformas så att innerkanten av det dimensionerande

fordonets körspår plus körmån anpassas till ett antal kurvor, se figur 2.8 ovan. För att

kunna bestämma körspårets innerkant ger man i VU PC2 Körspårsprogram (Vägverket

1994 och 1999) i indata en styrlinje och en hastighet. Dessa ger de övergripande kraven.

Dessa omformas till ett styrspår via de krav, som redovisas i föregående avsnitt.

Under körning utan stopp måste ett fordon följa ett spår, som är beroende av hjulens

vinkel med färdriktningen. Om denna vinkel är noll kör fordonet utmed en raklinje, vid

alla vinklar kör det efter en cirkelbåge. Färdriktningen ändras genom att vrida ratten

under en viss tid. Rattvridningen ändrar hjulens vinkel med färdriktningen och låter

fordonet köra efter en annan cirkelbåge. Under tiden där ratten vrids ändras

cirkelbågens radie kontinuerligt.




En raklinjepolygon som styrlinje är en förenkling av geometrin, som inte

överensstämmer exakt med ett fordons kördynamiska krav. En styrlinje som består av

raklinjer och cirkelbågar ger en bättre approximation för det kördynamiska kravet. I

verkligheten innebär en sådan linje att fordonet kör utmed ett element, raklinje eller

cirkelbåge med en viss radie, stannar vrider ratten och kör utmed nästa element. Detta

gäller framförallt skillnaden mellan på varandra följande elements radier är för stora,

där raklinjens radie är oändligt stor. För att erhålla ännu bättre anpassning till det

kördynamiska kravet bör man lägga övergångskurvor mellan varje element. Därmed

erhålles ett styrspår, som ett fordon kan lätt följa efter.

Matematiskt gäller vid körning med konstant hastighet samt konstant

rattvridningshastighet att fordonet följer en klotoidbåge. Konstant hastighet och

konstant rattvridningshastighet innebär konstant sidokraftsändring eller ryck, se

avsnittet ovan. Trots detta är det mycket svårt att tillämpa dessa kunskaper vid

praktiskt bruk, dvs vid utformning av en styrlinje. Dessutom ingår klotoidbågen inte

som ett vanligt geometriskt element i alla CAD program.

VU PC2 Körspårs indata är således en styrlinje, som användaren har konstruerat, och en

hastighet Styrlinjen avser det valda fordonets dragaxels mittpunkt.

Det erfordras minst två element för att kunna beräkna ett styrspår. Algoritmen har

utarbetats så att beräknade styrspåret ansluter sig så nära som möjligt till den givna

styrlinjen för aktuell hastighet. Algoritmen styrs då av programmets samband mellan

hastighet och radie samt hastighet och ryck, se avsnitt ovan.

För beräkningarna tillämpas två olika metoder:

Metod 1

Denna metod innebär att styrlinjens element delas i grupper av tre element. Radien och

för mellanliggande element omräknas för att få plats med klotoider mellan alla

elementen. Samtidigt flyttas detta element till ett nytt läge så att mittpunkterna av det

ursprungliga och de beräknade elementen ligger så nära till varandra som möjligt.

Endast längderna för det första och sista elementen förändras.

Figur 2.10. Beskrivning av styrlinje.




Beräkning av klotoider baseras på dimensionerande ryck, se figur 2.7, den hastighet

med vilken ett fordon kan köra utmed den minsta radien av cirkelbågarna, som

klotoiden förbinder, se figur 2.9. Alla beräkningar sker iterativt.

När det första tre elementen är beräknade väljs en ny grupp av tre element, där det

första elementet är föregående gruppens sista element. Beräkningarna pågår tills alla

elementen är omräknade.

Enligt denna metod förändras radien något för varannan cirkelbåge.

Metod 2

För att kunna beräkna en linje endast med metod 1 krävs att antal element är 3 + 2 * n. I

annat fall innehåller den sista gruppen endast två element. Metod 2 används för

beräkning av dels detta fall dels en styrlinje bestående av endast två element.

Vid tillämpning av denna metod omräknas radien av det sista elementet för att få plats

med klotoider mellan elementen. Detta element flyttas så att dess ändpunkt behåller sitt

läge samt i det flesta fall behåller denna punkt även sin riktning.

Mellan två element i styrlinjen läggs en klotoid. När styrlinjen innehåller två cirkelbågar

med olika krökningar efter varandra läggs dock två klotoider, S-kurva. Antalet element

efter beräkningarna kan därför beror på styrlinje elementens form.

Avvikelsen mellan styrlinje och styrspår är mindre en 0,1 m vid styrlinjer som

innehåller raklinjer mellan två cirkelbågar med olika krökningar, t ex en vänster och en

högerkurva samt medelpunktsvinkeln av en omräknad cirkelbåge inte är för stor, större

än 320 grader. I annat fall kan några meters avvikelse erhållas.

Styrlinjens utformning är avgörande vid beräkning av styrspåret med klotoider. Det

finns kombinationer av tre cirkelbågar efter varandra med samma krökning och viss

radie kombinationer, som inte medger att klotoidbågar kan läggas mellan dem. När

detta inträffar meddelas användaren att det inte går att beräkna styrspåret. Detta berör

vanligtvis ett begränsat avsnitt inom en styrlinje. Trots att övriga delar av styrspåret kan

beräknas stoppas beräkningarna. Ett möjligt sätt att skapa ett styrspår är att dela linjen i

två delar så att denna kombination av cirkelbågar inte uppstår.

Några element i styrlinjen kan vara så korta att tangentpunkterna på de klotoidbågar,

som omger detta element går omlopp. I sådana fall minskas klotoidernas parametrar

succesivt tills de får plats mellan elementen. Detta innebär att fordonet måste minska

sin hastighet, mer än nödvändigt, vid passage av detta element. Andelen av

hastighetsminskningen, förhållandet mellan beräknad hastighet och indatahastighet,

definieras som en bekvämlighetsfaktor och detta meddelas till användaren. Detta gör

det att användaren kan justera sin styrlinje för att erhålla en bekväm styrspår.




Eftersom klotoider inte förekommer som ett vanligt geometriskt element i de vanliga

CAD programmen har det utarbetats en generell algoritm som vid uppritning av

styrspår ersätter klotoiderna med stora cirkelbågar. Elementen som omger klotoidbågen

förlängs och en cirkelbåge beräknas med radien Rstor som tangerar båda elementen.

Figur 2.11. Beskrivning av styrlinje med klotoider.

Rstor beräknas så att de omgivande elementen förlängs lika mycket, L. Denna beräkning

utförs med iteration. Alla elementlängder ändras. När det beräknade styrspåret med

klotoider innehåller två klotoider efter varandra, dvs en S-kurva, måste en raksträcka

läggas mellan cirkelbågarna med radien Rstor. Denna raklinje läggs utmed klotoidernas

grundtangenter.

Utformning av korsningskurvan sker med hjälp av ett antal geometriska element enligt

följande; cirkelbågarna Rmitt och Rslut bestäms genom kurvanpassning av körspårets inre

kant. Korsningskurvans läge fastställs genom att bestämma läget av radien Rmitt

medelpunkt med hjälp av avstånden mellan medelpunkten och körbanekanterna för

tillfart, Dstar, respektive frånfart, Dorto.

Korsningskurvor utformades enligt VGU 2004 och tidigare med hänsyn till

utrymmeskravet för det dimensionerande fordonet, Lps, vid högersväng i korsning.

Körradien för detta fordon, enligt VGU, är i utrymmesklass A 10 m. Utnyttjat hjulvinkel

skall inte överstiga 50% av maximala hjulvinkeln. Nuvarande regelverk tolkas så att

utrymmesklass B tillåts.

Axelavståndet för det dimensionerande fordonet, Lps, är 3.42 m, se figur 2.2. Med

antagandet om att det största rattutslaget maximeras till 40° (utrymmesklass 50 % av

max 80 grader) kan den minsta körradien, Rmin, beräknas enligt:




Figur 2.12. Beskrivning av Lps, dragfordonets geometri.

Rmin= 3,42 / tan(40)

Rmin= 4,76 m

Enligt utrymmesklass A, i VGU 2004, är för fordonet Lps den accepterade körradien,

Rkör = 10 m.

Figur 2.13. Beskrivning av körradien, Rkör.

Körning utmed en cirkelbåge med Rkör innebär att fordonet Lps hjulvinkel blir:

Hjulvinkel= 18,9 (tan (3,42/10)

När det dimensionerande fordonet kör utmed en cirkelbåge med radien, Rkör, kan

fordonet köra med en högsta hastighet som svarar mot denna radie, se figur 2.6 cirka 17

km/tim bestämt av en dimensionerande sidoacceleration.

Låt oss anta att den tid som erfordras för att vrida ratten vid en högersvängningsrörelse

motsvarar den tid det tar för fordonet att köra halva svängningsvinkeln (den absoluta

vinkeln mellan tillfart och frånfart), ϕ/2. Körlängden, L för att tillryggalägga halva

svängningsvinkeln (andra halvan går för att ”svänga tillbaka”) för Rkör kan för

svängningsvinkel 90 beräknas enligt:

Lkör = Rkör * 90 / 2 * /180 = 7,85 m

Den tid under vilken ratten vrids blir:




Tkör = Lkör / Vkör (m/s) = 7,85/17/3,6 = 1,63 sekunder

Rattvridningshastigheten blir hjulvinkel/Tkör = 18,9/1,63 = 11,6 o/sek att jämföra med

kravet 11,5 o/sek

Som övergångskurvor används klotoiden. För att konstruera ett kördynamiskt riktigt

körspår krävs även kännedom om samband mellan körhastighet, Vkör, och

klotoidparameter, A. Sambandet mellan Vkör och A kan beräknas med hjälp av kravet på

ryck, KS.

Enligt VU 94 Del 3.3.6 anges att ryck är 0.45 m/s3. Detta värde har framtagits för

utformning av vägsträckor. Mätningar visar att i korsningar accepterar fordonsföraren

mycket högre ryck. Vid utformning av korsningskurvor har därför framtagits ett

samband som ger ca 0.45 för hastigheter över 50 km/h och högre värden för lägre

hastigheter.

Anpassning av rycket till mätvärdena för låga hastigheter och samtidigt behålla värdet

0,45 på hastigheter över 50 km/h kan erhållas med hjälp av sambandet:

Ks = Exp(-0,000015 * V3) +0,45, se tidigare figur 2.7

Det finns en viss motsägelse här mellan max rattvridningshastighet, oberoende av

hastighet, och ryck, indirekt rattvridningshastighet, men beroende av hastighet,

Fordonets utrymmesbehov och därmed korsningskurvan beror av ”körstrategi” genom

korsningen. Förare av stora fordonskombinationer är vana vid att styra sitt fordon

genom tränga passager genom att svänga i S-kurvor.

S-manöver i tillfart måste i VU PC 2 Körspår ges som indata i styrlinje. S-manöver i

frånfart hanteras av programmet och behöver inte ges som indata.




Figur 2.14. Beskrivning av korsningskurva med otillräckligt utrymme.

Standardkravet på utrymmesklass enligt VGU 2004 var att ett svängande fordon från

sekundärväg skulle köra i eget körfält ( 3m). I alla korsningstyper, utom A1, tillämpas

samma standardkrav båda på primär- och sekundärväg. Därför innehåller styrspåret

inga S-kurvor:

Figur 2.15. Beskrivning av korsningskurva med tillräckligt utrymme.

Styrspåret utformas så att det startar med en parallellinje till körbanekanten vid tillfart

och slutar med en parallellinje till körbanekanten vid frånfart. Dessa linjer förbindes

med cirkelbågen med radien Rkör samt till denna hörande klotoidbågar. För att kunna

tillämpa ett körspår på detta styrspår ersätts klotoiderna med stora radier.

Radien, Rkör kan vara mindre när fordonets svänger i en större vinkel, eftersom

körningen tar något längre tid och föraren kan svänga ratten något mer.

Figur 2.16. Beskrivning av Rkör beroende på korsningsvinkel.




På motsvarande sätt blir Rkör större när fordonets svänger utmed en mindre vinkel

eftersom tiden för att vrida ratten blir kortare. Detta som grund kan man skapa ett

samband mellan svängningsvinkeln, och körradien, Rkör.

Med antagande om att tiden för rattvridningen är proportionell mot den halva

svängningsvinkeln kan Rkör för olika vinklar beräknas. Beräkningen sker iterativt enligt

följande steg:

1. Sätt R = Rkör.

2. Spara radien :R0=R styrlinjeradie

3. Beräkna längden, L för vinkeln :L = R * / 2 * /180

4. Beräkna hastigheten för R :Call Radhas(R, V, 0)

5. Tiden för rattvridning blir :T = L / (V / 3,6)

6. Detta ger en hjulvinkel enligt :H = Hjulvinkel * (T / Tkör)

7. Radien för denna hjulvridning är :R = 3,42 / tan(H * /180)

8. Fortsätt från punkt 2 tills skillnaden mellan sparade värdet för R0 beräknade värde

för R är tillräcklig liten.

2.4.1 Konstruktion av korsningskurva mha körspårsprogram

Med hjälp av VV körspårsprogram bestäms geometriska elementen Rmitt, Rstor, Dstar och

Dorto för olika utformningar av till- respektive frånfarter och för olika korsningsvinklar,

.

Med hjälp av dessa förutsättningar kan sedan utformning av korsningskurvan

bestämmas. Arbetet innehöll följande steg:

Steg 1. Bestämning av fordonets normala minimiradie, Rkör, i korsningskurvan. Detta

görs med hjälp av kravet om utnyttjat rattutslag, 50%, det dimensionerande

fordonet, Lps samt vissa antaganden om “normal körsätt“.

Steg 2. Bestämning av fordonets minimiradie, Rkör_min, för olika korsningsvinklar.




Steg 3. Simulering av korningskurvans minimiradie, Rmitt, och storradie, Rstor, för olika

korsningsvinklar med hjälp av körspår, när de anslutande vägar är utformad

som raklinjer.

Steg 4. Simulering av korningskurvans minimiradie, Rmitt, och storradie, Rstor, för olika

korsningsvinklar med hjälp av körspårskonstruktioner, när de anslutande

vägar är utformad som cirkelbågar.

Steg 5. Kurvanpassning av simulerade Rmitt och Rstor värden till ekvationer.

Steg 6. Kontroll av ekvationernas värden för Rmitt och Rstor med hjälp av körspår.

Steg 7. Om så erfordras upprepa steg 5 och 6 för justering av ekvationerna.

Steg 8. Komplettera korsningskurvan med klotoider.

2.4.2 Trafiköar

Utformning av trafiköar utförs med hänsyn till utrymmeskravet för

vänstersvängande fordon. Endast standardutformning av trafiköar i

sekundärväg kan bestämmas. Detta innebär att korsningstyperna B och C kan bli

aktuella. Utformning av trafikön sker i princip enligt VGU. Enligt dessa

utformas trafikön endast för korsningstyp B.

Arbetet med att bestämma trafiköns utformning innehåller följande steg:

Steg 1. Bestämning av fordonets normala minimiradien, för vänstersväng, Rkör_v.

Denna radie är något mindre än Rkör för högersväng, eftersom ett

fordons körhastighet vid vänstersväng vanligtvis är något lägre.

Steg 2. Bestämning av fordonets minimiradie, Rkör, för olika korsningsvinklar.

Detta utförs analogt med Steg 2 för Korsningskurvor ovan.

Steg 3. Bestämning av utformningen för hjälptriangeln ABC, se figur i VGU, för

olika korsningsvinklar och kurvanpassning av variablerna till

ekvationer.

Steg 4. Simulering av trafiköns radier, R10 och R12, för olika hjälptrianglar ABC

med hjälp av körspårskonstruktioner.





Steg 6. Kurvanpassning av simulerade R10 och R12 värdena till ekvationer.

Steg 7. Kontroll av ekvationernas värden för R10 och R12 med hjälp av körspår.


Steg 9. Beräkning av cirkelbåge R150 som förbinder trafiköns tillfartskant med

sekundärvägens mitt.

När arbetet med korsningskurvan är klar en del av resultaten användas från detta för

bestämning av trafiköar.

I VGU behandlas endast trafiköar på primärvägen vad gäller korsningstyp C.

Underförstått skall utformning av trafikön i sekundärvägen tillämpas enligt liknande

principer som i typ B.

Grundläggande kravet på en god utformning av en refug i sekundärvägen är att ett

stillastående fordon i dess tillfart inte skall hindra vänstersvängande trafik från

primärvägen. I korsningstyp C medför trafiköarna i primärvägen att ett

vänstersvängande fordon från primärvägen befinner sig på olika avstånd från

sekundärvägen innan påbörjad svängningsrörelse. Detta tillsammans med grundkravet

leder till att utformning av trafikön i sekundärvägen får något annorlunda utformning

än utformningen enligt typ B korsning.

2.4.3 Kör- och svepvidd samt körmån och vingelmån

Typfordonets eget ytbehov definieras som körvidd eller körarea uppdelat i

spårvidd/area och svepvidd/area.




Figur 2.17. Definition körvidd/area, spårvidd/area och svepvidd/area

Föraren behöver dessutom en ytterligare marginal så kallad körmån. Detta och

vingelmånsbegreppen infördes på 70-talet på raksträcka och för breddökning i små

radier på sträcka (Vägverket 1983). Körmånen berodde på referenshastighet och körsätt

(Statens Vägverk 1977), se tabell nedan.




Tabell 2.5. Körmån i sidled enligt TV 124

Grundidén för breddökning var att raksträckans mötesstandard skulle upprätthållas

även i kurva för dimensionerande fordon. Detta gav då regler för breddökning

beroende på radie, vinkeländring och dimensionerande trafiksituation.

Figur 2.18. Breddökning beroende på vinkeländring och radie för typfordon Lps i VGU

Breddökningsbehovet ovan gäller egentligen för typfordon 3/körsätt 2 enligt TV124

med 70 km/tim. Det är framtaget med hjälp av Vägverkets dåvarande körspårsprogram

(Vägverket 1982). Ett stort antal körspårssimuleringar gjordes för vilka följande kurva

anpassades:

Breddbehov = 115/(R+2)*(1-epx(-0,035*w^ln(0,3*R/2))+0,1*V/R^L+6 där:

• R = radie m

• W = kurvans vinkeländring (grader)

• 0,1V/R^L = vingelmån med L=0,006 + R, här ett tillägg till körmån

• V = hastighet m/s ?

• 6 = bredd + körmån för typfordon 3 vid 70, dvs 2*2,5+2*0,5

Körmånsbegreppet är numera borttaget i VGU utom i cirkulationsplatsreglerna, se

tabell 2.1 ovan. Det finns också indirekt i konstruktionsreglerna för korsningskurvan

Kömån i sidled (m)/körsätt

Vr 1 2 3

110 1,00 0,75 0,50

90 1,00 0,75 0,50

70 1,00 0,50 0,25

50 0,75 0,50 0,25




med ett värde på cirka 0,5 m, se figur nedan. För breddökning i kurva finns ett diagram

som visar samband mellan radie och körfältsbredd, se figur 2.1 ovan.

Ursprunget för vingelmånen är oklart men sägs komma från äldre amerikanska studier.

Vingelmånsambandet illustreras i figuren nedan. Det saknar i princip betydelse utom

vid mycket små radier.

Figur 2.19. Generella samband mellan hastighet, Radie och vingelmån

Däremot är det viktigt att inkludera denna vid beräkning av kanalbredder i korsningar,

där radien är liten, se figur nedan. Körhastigheten har här beräknats enligt

körspårsambandet enligt ovan.

Figur 20. Samband mellan radie och vingelmån för korsningar där körhastigheten har beräknats med

hänsyn till kurvradiens storlek

Körvidd, spårvidd och svepvidd vid en given radie för drivaxelns innerhjul kan

beräknas med hjälp av Pythagoras sats med det förenklade villkoret att alla hjul och

king pin ska ha samma medelpunktsvinkel, se figur nedan med följande beteckningar:

C= axelavstånd + framöverhäng

K= bakaxel - King pin

A = bakaxel släp - King pin

Af = axelavstånd dragfordon

Ab = axelavstånd släp

D = dragstångslängd

B = bredd

Ri = radie inre bakhjul släp

Rp = radie King pin

Rb = radie bakhjul dragfordon

Ry = radie yttre, främre hörn

Rk = radie yttre framhjul




Ry^2=(Ri+B)^2+C^2

Rs^2=(Ri+B)^2+Af^2

w=arctan(Af/Rb)

Rp^2=A^2+(Ri+B/2)^2

K^2+(Rb+B/2)^2=Rp^2

Ry^2=C^2+(Rb+B)^2

Rs^2=((Rb+B)^2+Af^2)

w=arctan(Af/Rb)

(Ri+B/2)^2+Ab^2=Rf^2

Rf^2+D^2=Rp^2

Rp^2=K^2+(Rb+B/2)^2

Ry^2= (Rb+B)^2+C^2

Rs^2=((Rb+B)^2+Af^2)

w=arctan(Af/Rb)

Stelt fordon Lastbil med påhängsvagn

Semitrailer

Lastbil med släp

Figur 2.21. Geometri och samband för körvidd/area, spårvidd/area och svepvidd/area för olika fordonstyper

Tabellen nedan ger körviddens ytterradie Ry, spårviddens ytterradie Rs och

framhjulsvinkel w beroende på drivfordonets inre bakhjuls radie Ri för nuvarande

typfordon och nytt förslag till Lps. Körvidden är Ry – Ri, spårvidden är Rs – Ri och

svepvidden Ry – Rs. Nuvarande Lsp (skogsbil) klarar inte ECE-cirkelkravet att vid en

innerradie av 2 m ha en ytterradie mindre än 12,5 m.




Tabell 2.6. Körviddens ytterradie Ry, spårviddens ytterradie Rs och framhjulsvinkel w beroende på

drivfordonets inre bakhjuls radie Ri för nuvarande typfordon och nytt förslag till Lps

Nuvarande VGU-krav ger för små radier för Lps större breddbehov. Skälet för detta är

eventuellt att vingelmånlagts till.

Olika typfordons körvidd – fordonsbredd (Ry – Ri - 2,6 m) som funktion av radie för

dragfordonets bakre inre hjul illustreras nedan.

Ry Rs Hjulvinkel w

Ri Lps nu Lsp nu Lm nu Lps ny Bb nu Lps nu Lsp nu Lm nu Lps ny Bb nu Lps nu Lsp nu Lm nu Lps ny Bb nu

2,0 12,3 13,1 12,0 10,4 10,9 11,8 12,4 11,2 9,8 8,9 20,2 31,8 38,0 25,8 75,4

3,0 12,6 13,4 12,3 10,8 11,4 12,2 12,8 11,6 10,3 9,5 19,4 30,7 36,4 24,3 68,7

4,0 13,1 13,8 12,8 11,3 11,9 12,6 13,2 12,1 10,8 10,1 18,6 29,5 34,6 22,8 62,5

5,0 13,5 14,3 13,3 11,9 12,5 13,1 13,7 12,6 11,4 10,8 17,7 28,2 32,7 21,2 56,9

5,3 13,7 14,4 13,5 12,1 12,7 13,3 13,8 12,8 11,6 11,0 17,4 27,8 32,1 20,8 55,4

6,0 14,1 14,8 13,9 12,5 13,1 13,7 14,2 13,2 12,1 11,5 16,8 26,8 30,8 19,7 52,0

7,0 14,7 15,4 14,5 13,2 13,8 14,3 14,8 13,8 12,8 12,3 15,9 25,5 29,0 18,4 47,6

8,0 15,3 16,0 15,1 13,9 14,5 15,0 15,4 14,5 13,5 13,1 15,1 24,2 27,3 17,1 43,8

9,0 16,0 16,6 15,8 14,7 15,3 15,7 16,1 15,3 14,3 13,9 14,3 22,9 25,7 16,0 40,5

10,0 16,7 17,3 16,6 15,5 16,0 16,4 16,8 16,0 15,1 14,8 13,5 21,8 24,2 14,9 37,5

11,0 17,5 18,0 17,3 16,3 16,8 17,2 17,6 16,8 15,9 15,6 12,8 20,7 22,9 14,0 34,9

12,0 18,3 18,8 18,1 17,1 17,7 18,0 18,3 17,6 16,8 16,5 12,1 19,6 21,6 13,1 32,6

13,0 19,1 19,6 18,9 18,0 18,5 18,8 19,1 18,4 17,6 17,4 11,5 18,7 20,5 12,4 30,6

14,0 19,9 20,4 19,7 18,9 19,3 19,6 20,0 19,3 18,5 18,3 10,9 17,8 19,4 11,7 28,7

15,0 20,7 21,2 20,6 19,7 20,2 20,4 20,8 20,1 19,4 19,2 10,4 17,0 18,4 11,1 27,1

16,0 21,6 22,0 21,4 20,6 21,1 21,3 21,6 21,0 20,3 20,1 9,9 16,2 17,5 10,5 25,6

17,0 22,4 22,9 22,3 21,5 22,0 22,2 22,5 21,9 21,2 21,0 9,5 15,5 16,7 10,0 24,3

18,0 23,3 23,7 23,2 22,4 22,9 23,1 23,4 22,8 22,2 22,0 9,1 14,8 16,0 9,5 23,1

19,0 24,2 24,6 24,1 23,4 23,8 23,9 24,2 23,7 23,1 22,9 8,7 14,2 15,3 9,1 22,0

20,0 25,1 25,5 25,0 24,3 24,7 24,8 25,1 24,6 24,0 23,9 8,4 13,7 14,6 8,7 21,0

21,0 26,0 26,4 25,9 25,2 25,6 25,8 26,0 25,5 25,0 24,8 8,0 13,1 14,1 8,3 20,1

22,0 26,9 27,2 26,8 26,1 26,5 26,7 26,9 26,5 25,9 25,8 7,7 12,6 13,5 8,0 19,2

23,0 27,8 28,2 27,7 27,1 27,5 27,6 27,8 27,4 26,9 26,7 7,4 12,2 13,0 7,7 18,5

24,0 28,7 29,1 28,6 28,0 28,4 28,5 28,8 28,3 27,8 27,7 7,2 11,7 12,5 7,4 17,7

25,0 29,6 30,0 29,6 29,0 29,3 29,5 29,7 29,3 28,8 28,6 6,9 11,3 12,1 7,1 17,1

26,0 30,6 30,9 30,5 29,9 30,3 30,4 30,6 30,2 29,7 29,6 6,7 11,0 11,7 6,8 16,4

27,0 31,5 31,8 31,4 30,9 31,2 31,3 31,6 31,2 30,7 30,6 6,5 10,6 11,3 6,6 15,9

28,0 32,4 32,8 32,4 31,8 32,2 32,3 32,5 32,1 31,7 31,5 6,3 10,3 10,9 6,4 15,3

29,0 33,4 33,7 33,3 32,8 33,1 33,2 33,4 33,1 32,6 32,5 6,1 10,0 10,6 6,2 14,8

30,0 34,3 34,6 34,3 33,8 34,1 34,2 34,4 34,0 33,6 33,5 5,9 9,7 10,2 6,0 14,3

50,0 53,7 53,9 53,6 53,3 53,5 53,6 53,7 53,5 53,2 53,2 3,6 6,0 6,3 3,7 8,7

100,0 103,2 103,2 103,1 103,0 103,1 103,1 103,2 103,0 102,9 102,9 1,8 3,0 3,2 1,8 4,4

300,0 302,8 302,8 302,8 302,7 302,8 302,8 302,8 302,8 302,7 302,7 0,6 1,0 1,1 0,6 1,5

500,0 502,7 502,7 502,7 502,7 502,7 502,7 502,7 502,7 502,7 502,7 0,4 0,6 0,6 0,4 0,9




Figur 2.22. Körvidd – fordonsbredd som funktion av radie för dragfordonets inre bakhjul för olika

typfordon vid körning i cirkel

Figuren ovan gäller för stela fordon oberoende av vinkeländring. För delade fordon

beror körvidden även av vinkeländring. Sveparea_0.exe (Imre ca 2000) kan användas

för att approximativt skatta dessa samband, se exempel nedan.

Lps Lskog

Figur 2.23. Körspår för Lps och skogsbil vid körning med en 50 m radie och 45° vinkel.




Utrymmesbehovet är ungefär detsamma i exemplet för de olika fordonstyperna, där

Lps kräver något mer utrymme än Lskog i innerkurvan. Skogsbil kräver något mer

utrymme än Lps i ytterkurvan. För bestämning av utrymmesbehovet i kurva används

Lps som typfordon.

Svepareans maximibredd för ledade fordon som funktion av vinkeländring kan

beräknas med hjälp av programmet Sveparea_D.exe (Imre ca 2000). Detta innehåller

dels ritning av körspår för Lps dels beräkning av körspårets maximibredd för olika

radier vid sväng med olika vinkeländringar. I programmet kan man även beräkna

maximibredd för andra ledade fordon genom att ändra geometrin för släpfordonet.

Resultaten av maximibredd för vald radie och svängningsvinkel vid en körning med

programmet Sveparea_D.exe kallas här för mätvärden. Mätvärdenas samband för olika

variabler illustreras i ett Excel-program, Sveparea_Lps.xls (Imre ca 2000), där två grafer

för sambanden har uppritats:

1. Samband mellan radie och ökningen av svepareans maximi bredd, se figur nedan

Figur 2.242. Ökning av svepareans maximi bredd för nuvarande Lps.

2. Samband mellan radie och körareans maximi bredd - fordonsbredd 2.6 m, se figur

nedan

Ökning av svepareans maximi bredd för Lps vid olika

svängningsvinklar och radier

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

0 100 200 300 400 500

Radie (m)

Ök

nin

g a

v s

ve

pa

rea

ns

ma

xim

i b

red

d (

m)

5º

10º

25º

45º

60º

90º

120º




Figur 2.25. Ökning av svepareans maximi bredd vid olika svängningsradier för Lps.

Vid radier över 500 m är breddbehovet i princip 0.

Breddbehov för nuvarande typfordon Bb och Pls jämförs i nedanstående figur. Bb

kräver större utrymme än Lps för vinkeländringar mindre än 45°.

Figur 2.26. Svepareans maximi bredd vid olika svängningsradier för Lps och Bb.

Svepareans maximi bredd för Lps vid olika svängningsvinklar

och radier

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 100 200 300 400 500

Radie (m)

Svep

are

an

s m

axim

i b

red

d (

m)

5º

10º

25º

45º

60º

90º

120º

Ökning av svepareans maximi bredd för Lps vid olika

svängningsvinklar och radier

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

0 100 200 300 400 500

Radie (m)

Ök

nin

g a

v s

ve

pa

rea

ns

ma

xim

i b

red

d (

m)

5º

10º

25º

45º

60º

90º

120º

Bb

Svepareans maximi bredd för Lps vid olika svängningsvinklar

och radier

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 100 200 300 400 500

Radie (m)

Svep

are

an

s m

axim

i b

red

d (

m)

5º

10º

25º

45º

60º

90º

120º

Bb




Slutsatserna kring körsätt, körmån, vingelmån och breddökning är:

• Det finns krav på körmån för cirkulationsplatser. Det är dock oklart om dessa

sen finns med i redovisade diagram för breddbehov i VGU. De senare verkar inte

stämma vid små radier.

• Det finns en körmån med på cirka 0,5 m i korsningskurvekonstruktionen

• Det finns en körmån i breddökning som är ”samma standard som på sträcka”

• Körmånsbegreppet är otydligt visavi utrymmesklassdefinitionerna

• Det finns ett behov att tydliggöra vad som bör gälla för körmån/marginal i olika

trafiksituationer för att skapa tydlighet




3 Kommersiella projekteringsverktyg

3.1 Vilka kommersiella utformningsverktyg används idag

Under 80- och 90-talet förändrades projekteringsverksamheten i Sverige från en mer

eller mindre monopolliknande situation för dåvarande Vägverkets projekteringssystem

till en marknad med alternativa system. Detta har också gällt körspårsprogram.

Vägverket använde NovaPoint och styrde delvis utvecklingen så att NovaPoint

körspårsprogram i princip hade samma algoritmer som VU PC2 Körspår (Vägverket

1998). Några olika utformningsverktyg används idag, se tabell nedan.

Tabell 3.1. Vanliga CAD- och körspårsprogram idag i Sverige

Företag CAD-Verktyg Körspårsprogram

Sweco AutoCAD Civil 3D/Nova Point Autoturn

WSP AutoCAD Civil 3D Vehicle Tracking

Ramböll Bently InRoads MSTurn

ÅF AutoCAD Civil 3D Vehicle Tracking

Tyréns AutoCAD Civil 3D Vehicle Tracking

Generellt kan sägas att Nova Point är ett mer eller mindre avslutat kapitel. AutoCAD

Civil 3D är på stark frammarsch.

I NovaPoint implementerades det Svenska geometribiblioteket och fungerade som

begränsning vid linjeberäkningen. Liknande funktioner finns i AutoCAD Civil 3D men

enbart för AASHTO. Möjlighet finns att kopiera dessa filer och modifiera dem till

svenska förhållanden. Antalet kriterier är dock näst intill oändliga och det är en stor

insats att till fullo genomföra detta. Enligt den information som finns har ingen av de

som använder AutoCAD Civil 3D gjort detta. En enklare väg är därför att göra en

designkontroll, där användaren kan lägga in en minimilängd, minimiradie etc. för att se

om den beräknade väglinjen uppfyller kraven. I InRoads körspårssimuleringsverktyg

finns det svenska typfordonsbiblioteket inlagt som standard.

Danmark och Norge har angett vilka körspårsprogram som är standard. Detta har inte

skett i Finland och Sverige, se tabell nedan.




Tabell 3.1 Översikt CAD- och körspårsprogram i Norden

Land Standard CAD-Verktyg Körspårsprogram

Sverige AutoCAD Civil 3D/Nova Point/ InRoads Autoturn/Vehicle Tracking/MSTurn

Danmark X Bently OpenRoads Autoturn/MSTurn

Norge X Nova Point Nova Point

Finland TEKLA/ Nova Point Autoturn/Nova Point V-Turn

Danmark påstår att vid en hastighet >15 km/h fungerar AutoTurn medelmåttigt pga. att

hastighetsberoendet i samband med kördynamiken inte är anpassat.

3.2 Handhavande av de olika mjukvarorna

3.2.1Autotrack-Vehicle Tracking

Det första som måste göras i programmet är att fordonen ska läggas till i biblioteket.

Fordonen skapas upp i ”Vehicle Library Explorer”, genom funktionen ”Vehicle

Wizard”.

Ett fordon skapas per modell. I Vehicle Wizard ska sedan information rörandes varje

fordonsdel läggas till, dragfordonet först. Antal axlar, axelbredd och antal hjul per axel

är först. Vidare behövs hjulbasen på dragfordonet, tiden för ”lock to lock” ska sättas till

7 sekunder enligt VGU, maximal styrvinkel och egenskaper för bakre led.

Avslutningsvis behövs dragfordonets utseende bestämmas. För båda trailrarna så görs

samma inställningar, dock finns det ingen direkt inställning för styrning. För att lägga

till styrning på bakre axlar så krävs det att man på berörd fordonsdel går in på

avancerade inställningar och ändrar ”Axle group type” under fliken ”Rear axles” till

Ackerman, därefter klickar man i ”2nd steering” och fyller i utväxlingen mellan aktuell

styrning och frontaxeln samt den maximala vinkeln. Fordonet är färdigt.

Korsningar och styrlinjer är skapade i AutoCAD. För varje korsning gäller sedan

följande: styrlinje placeras i korsning, därefter öppnas Vehicle Library Explorer och

markerar det fordon som önskas. Högerklick och valet ”Drive - follow” väljs. Styrlinjen

markeras vilket får programmet att producera körspåret, det är viktigt att ställa in

”Tracking point (first unit) – Rearmost axle” i pop-up rutan ”Settings – paths” så att den

bakre axeln är den som följer styrlinjen. Det är möjligt att ha valfri punkt på fordonet

som referenspunkt till styrlinjen. Detta görs för alla korsningar och alla fordon.

Vid en jämförelse med VUPC2 verkar det som Vehicle Tracking har en implementerad

algoritm från VUPC2.




3.2.2 AutoTURN

För att kunna använda den information rörande fordonens geometri och köregenskaper

måste dessa läggas till i AutoTURN.

Fordonen skapas genom att första skapa grunden, fordonstypen. Då olika fabrikat

skiljer sig åt med hänsyn till styrande axlar och antal hjul per axel så behövs en

fordonstyp per modell. För att skapa en modell behövs namn, vilken klass fordonstypen

ska tillhöra samt vilken typ av dragfordon. Därefter måste antalet axlar och hur många

hjul varje axel ska ha definieras, dragfordonets styrning bestäms med hänsyn till

respektive modellspecifikation (front/back/both). Därefter adderas det antalet trailers

som önskas. Typ av trailer måste definieras och hur dess eventuella styrning sker

(fixed/front/rear/both). Slutligen måste vardera trailers antal axlar och hjul bestämmas.

När fordonstypen väl är sparad så ska fordonet skapas med detta som utgångspunkt.

Det specifika för AutoTURN är att styrningen på bakre axlar är sammanlänkad med

vridningen på föregående länk. När styrning valts på både fram- och bakaxel så finns

det ingen möjlighet att ställa in hur bakre axel ska agera, under simulering ser axeln ut

att vara stel vilket troligtvis kommer att påverka resultaten negativt för vissa

fordonstyper.

I övrigt så klarar denna version av AutoTURN endast att följa styrlinjen med framaxeln.

Varpå nya styrlinjer som är anpassade till denna typ av rörelse måste konstrueras. För

att dessa ska skapa identiska körspår som vid simuleringen i Vehicle Tracking används

centrumlinjen för framaxeln från resultatet till att skapa de nya styrlinjerna.

3.2.3 Novapoint väg

Novapoint Väg saknar funktion för att skapa ett eget fordon därför har programmet

inte vidare behandlats i rapporten.

3.3 Sammanfattning av körspårsprogram

Det finns sammanfattningsvis inget system i Sverige som garanterar eller kontrollerar

att VGU-kraven uppfylls när det gäller körkomfort för typfordonen. Det visade sig ju

också i föregående kapitel att kraven är delvis otydliga.

Det har diskuterats i olika omgångar hur ett kontrollsystem skulle kunna se ut. Detta

bör utredas i en framtid. Ett rimligt förslag är att Trafikverket kräver att programmen

licensieras för att få användas.

Vad gäller flexibilitet och överrensstämmelse med VUPC2 är en första ansats att Vehicle

Tracking är att föredra. För att fullständigt klargöra detta krävs dock lite mer

detaljerade efterforskning och validering.




4 Dimensionerande typfordon – en översikt

I Sverige används primärt de två typfordonen semitrailer samt boggibuss för

utformning av korsningskurvor och utrymmesanalys, se kapitel 2. Detta bygger på idag

gamla överenskommelser med branscherna. Det pågår nu en omfattande

försöksverksamhet med både längre lastbilar och bussar.

Nedan följer en genomgång av de nordiska ländernas typfordon samt Tyskland.

Avslutningsvis redovisas Sveriges nuvarande samt föreslagna fordonsgeometrier

utifrån utredningen ”GRUFF”.

4.1 Norge

Korsningarna dimensioneras efter fyra olika fordonstyper beroende på vilket trafiknät

som avses, dessa är personbil, lastbilar (inkl. stegbil), boggibuss (15 m längd) samt

lastbil med släp (22 m längd), se figur nedan.

Figur 4.1. De olika typfordonen som används i Norge (Statens Vegvesen 2013).




En förändring har dock lagts till från 150101, då det trädde i kraft att samtliga nationella

huvudvägar ska dimensioneras för (LINK-modulvogntog MVT3), se figur nedan.

MVT 1

MVT 2

MVT 3

Figur 4.2. De olika modultypfordonen som används i Norge (Ramböll 2015).

De nya kraven kan sammanfattas som följer:

«Vägen och korsningarna skall dimensioneras for fordonstyp MVT (modulvagntåg).

MVT bör säkras framkomlighet efter utrymmesklass A med undantag for vägbredd 6,5

m där utrymmesklass B ligger till grund. Se kapitel F.2.»

«Korsningskurvorna i T- och X-korsningar bör utformas som tredelade kurvor 2R-R-3R.

Framkomlighet och körspår for vagntåg skal vara dimensionerande for storleken på

radien, R. Ytterligare behov för yta och radie där modulvagntåg er dimensionerande

skall etableras som överkörbar areal.

Överkörbar areal skall utformas med icke-avfasad kantsten med 4 cm avfasning.

Lutningen på den överkörbara arealen skall vara 3-4 %.».

Även justerade krav på breddökning har implementerats. I tabellen nedan kan

resultatet av simuleringar för breddbehovet utan tillägg beskådas.




Tabell 4.1. Körvidd för de tre olika modulfordonen i Norge

Diameter cpl (m) Körvidd (m)

VT MVT1 MVT2 MVT3

25 9,00 9,20 10,50 -1)

30 7,45 7,70 8,20 10,28

35 6,50 6,70 6,97 8,55

40 5,81 6,00 6,22 7,50

45 5,44 5,50 5,74 6,80

50 5,09 5,15 5,34 6,27

55 4,84 4,90 5,05 5,85

60 4,64 4,70 4,80 5,55

1) Vid radien 25 m överstiger vinkeln mellan de två semitrailrarna den möjliga maxvinkeln, vilket gör att den inte

kommer igenom.

Vid tämligen normala cirkulationsplatsutformningar rör sig skillnaden mellan de olika

MVT utrymmesbehov i storleken 1-1,5 m.

4.2 Danmark

Som underlag för att bestämma geometrin för den grundläggande utformningen av en

prioriterat korsning används normalt följande två typer av fordon:

Semitrailer som det dimensioner fordonet för att kunna utföra i korsningen med körsätt

och hastigheten enligt figur nedan

Figur 4.3. Fordonsgeometri för den Danska gamla semitrailern (Statens Vejdirektoratet 2012).




Men riktigt så enkelt är det inte, Danmark har också en semitrailer som är uppdaterad

utifrån de mer moderna trailersläpen med kort axelavstånd, se figur nedan.

Figur 4.3. Fordonsgeometri för den Danska nya semitrailern (Statens Vejdirektoratet 2012).

Specialfordonet som tillgänglighetskrävande fordon för att kunna genomföra

vändningsmanövrer i korsningen med körsätt såsom anges i figur nedan och en

hastigheten på 5 km/h, eventuellt med användning av överkörningsbara delar av

korsningen, med undantag för svängmanövrar från genomgående körfält på

primärvägen.

Figur 4.5. Fordonsgeometri för det Danska specialfordonet (Statens Vejdirektoratet 2012).

Typfordonet för boggibuss i Danmark har fordonsgeometri enligt figur nedan.




Figur 4.6. Fordonsgeometri för den Danska boggibussen (Statens Vejdirektoratet 2012).

Andra speciella fordon än det som definieras som typfordon kan vara

utrymmeskrävande beroende på lokala förutsättningar.




4.3 Finland

Typfordonen vilka används för korsningsutformning är primärt fem, se figur nedan.

Figur 4.7. De olika typfordonen som används i Finland (Tiehallinto 2010).




4.4 Tyskland

De Tyska reglerna för korsningsutformning är uppbyggda runt semitrailer, se figur

nedan.

Figur 4.8. Fordonsgeometri semitrailer i Tyskland. (FGSV 2012).

Geometrin för semitrailern är:

Tabell 4.2. Fordonsgeometri semitrailer i Tyskland. (FGSV 2012).

Dellängd Mått (m)

Bredd 2,55

Längd dragfordon 6,11

Hjulbas dragfordon 3,95

UH: Överhäng bak dragfordon 0,76

Längd front kopplingspunkt dragfordon 4,53

LH: Längd släpfordon 13,71

UHH: Överhäng bak släpfordon 4,37

DL: Längd kopplingspunkt till teoretisk bakaxel 7,6

Även ett modulfordon är på väg att introduceras enligt figur nedan.

Figur 4.8. Fordonsgeometri för föreslaget modulfordon i Tyskland. (Bast).




4.5 GRUFF-utredningen

För analys av fordonsgeometri i projektet GRUFF (Strömgren mfl 2013) användes data

från fordonsregistret. Trafikregistret innehåller bl.a. geometriska data för fordon. Ingen

samlad beskrivning av vilka data som finns är tillgänglig.

Ur fordonsregistret har fordon vid betraktelsedatum 2010-09 registrerade mellan år

1990 till 2010 analyserats. För studien har framförallt geometriska mått såsom längd,

bredd, antal axlar, axelavstånd samt användningsområde och utrustning använts. Totalt

fanns 5 807 231 fordon med i uttaget från fordonsregistret som har använts för analysen.

Geometrin med en sammanslagning av de två var för sig registrerade fordonen, dragbil

och släp blev enligt figur nedan. Skillnaden i dragbilen är marginell, framöverhäng 1,5

istället för 1,4 m. Den stora skillnaden är att baköverhänget på släpet är kortare och

avståndet king pin – centrum bakaxel har ökat från 7,5 till 9,1 m. Totallängden har växt

från 7,5 till 9,1 m.

Mått (m) Typfordon Lps

Längd 16,5

Bredd 2,6

Axelavstånd framaxel- boggins teoretiska tyngdpunkt

3,3

Höjd 4,5

Markfrigång 0,35

Figur 4.9. Fordonsgeometri semitrailer i Sverige enligt GRUFF och nuvarande regler. (Movea 2013).

1,6

1,41,3

0,21

2,81,5

7,5

16,5

3,85




Modulfordonet har också enligt GRUFF förändrat sig marginellt genom årens lopp i

takt med att semitrailern förändrats eftersom den delvis består av trailerdelen. En

uppdaterad fordonsgeometri för modulfordonet blir därför enligt figur nedan.

Mått (m) Typfordon Lmod

Längd 25,25

Bredd 2,6


5,6

Höjd 4,5

Längd 25,25 1,6

1,4 1,4

0,5

5,2 3,12,3

7,57,8

25,25

3,85

Bredd 2,6


5,7

Höjd 4,5

Figur 4.10 Fordonsgeometri nuvarande och nytt modulfordon i Sverige enligt GRUFF

Även för boggiebussen föreslås smärre förändringar i GRUFF.

Mått (m) Typfordon Bb

Längd 15

Bredd 2,55

Axelavstånd framaxel-

boggins teoretiska tyngdpunkt1

7,7

Överhäng fram 2,7

Höjd 3,9

Markfrigång 0,35

Figur 4.11 Fordonsgeometri nuvarande och ny boggiebuss i Sverige enligt GRUFF

7,253,75 2,71,4




4.6 Sammanfattning typfordon

De förekommande typfordonen har en varierande geometri för de studerade länderna i

Norden och Tyskland. Även vilka fordonstyper som anses dimensionerande för statliga

primära vägar varierar mellan länderna, se tabell nedan.

Tabell 4.3. Dimensionerande typfordon på större vägar i Norden o Tyskland

Norge Danmark Finland Tyskland

Semitrailer X1 X

Boggibuss X X X

Personbil X X X

Lastbil X X

Normalbuss X X

Lastbil med släp X X X

Specialfordon X

Modulfordon X X2

1) Rött X innebär att de är dimensionerande vid korsningsutformning

2) Har startat utredning om modulfordon som typfordon




4.7 Analys uppdatering av befintliga typfordon

Vid en jämförelse med de tyska och danska typfordonen för semitrailer stämmer

GRUFF-förslaget (Strömgren et. Al. 2013) relativt bra överens, se tabellen nedan.

Tabell 4.4 Fordonsgeometri för semitrailer för Tyskland, Danmark och Sverige.

Dellängd Mått (m)

Tyskland Danmark gammal Danmark ny Norge Sverige

GRUFF

Sverige

bef.

Bredd 2,55 2,55 2,6 2,6 2,6 2,6

Längd dragfordon 6,11 6,0 6,1 6,59 7,0 6,9

Hjulbas dragfordon 3,95 3,6 3,7 3,46 3,3 3,3

Överhäng bak dragfordon 0,76 1,0 1,0 1,76 2,3 2,3

Längd front

kopplingspunkt

dragfordon

4,53 4,4 4,5 4,52 4,6 4,5

Längd släp 13,71 13,6 13,6 13,6 13,6 13,0

Överhäng fram släp från

kopplingspunkt

1,74 1,5 1,6 1,6 1,6 1,6

Överhäng bak släp från

teoretisk bakaxel

4,37 3,2 4,55 3,87 3,85 1,65

Längd kopplingspunkt till

teoretisk bakaxel

7,6 8,9 7,45 8,14 8,15 9,54

Total längd 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,0

De mest avvikande värdena är hjulbas dragfordon och längd kopplingspunkt (king-pin)

till teoretisk bakaxel.

För att kunna utvärdera effekterna av förändring av fordonsgeometrin för Lps har

simuleringar utförts för två olika mittradier vid en korsningsvinkel på 90 grader.

Samtliga fem olika semitrailers har simulerats samt det svenska modulfordonet med en

total längd av 25,25 m. Vid varje simulering har maximal körvidd och svepareans bredd

beräknats, se exempel i figur nedan.




Figur 4.12. Maximal körvidd och svepareans bredd för semitrailer ”GRUFF” vid 15 m mittradie och

90 graders vinkel.

Vid en jämförelse med hjälp av körviddsanalys ser det lite olika ut beroende på

jämförelse, det tyska, danska nya och GRUFF-förslaget (Strömgren et. Al. 2013) får i

princip lika körvidd. Det danska gamla fordonet får ca 0,65 m större körvidd och det

befintliga svenska fordonet ca 1,15 m större körvidd, se tabell nedan.

Tabell 4.5. Jämförelse av körvidd för semitrailer för Tyskland, Danmark och Sverige samt modulfordon

för Sverige (GRUFF) (Strömgren et. Al. 2013).

Land Rm1) (m) Körvidd (m)

Tyskland 12 5,49

15 5,00

Sverige befintlig 12 6,63

15 6,06

Sverige GRUFF 12 5,44

15 5,01

Danmark gammal 12 6,14

15 5,67

Danmark ny 12 5,45

15 5,00

Modulfordon 12 6,61

15 6,03

Modulfordon ny 12 6,59

15 6,01

1) Rm betecknar mittradien i en korsningskurva.




Sammanfattningsvis kan sägas att genomgången av fordonsregistret och framtagandet

av det nya typfordonet enligt GRUFF (Strömgren et. Al. 2013) stämmer bra överens med

de senaste uppdateringarna av Tyskland och Danmark. Vid eventuellt införande av ny

geometri för semitrailer innebär detta att modulfordonet blir dimensionerande för

korsningskurvor istället för semitrailer. Detta innebär att dagens korsningskurvor ej

kommer att följa bakre inre hjulet på släpet. Skillnaden på körvidd kommer sannolikt

att bli cirka 5 cm mindre i korsningen.

Vid en uppdatering av modulfordonet kommer utrymmesbehovet att minska

marginellt med ett par centimeter.

Vid en jämförelse med de Tyska och Danska typfordonen för boggibuss stämmer den

nya Svenska (GRUFF) (Strömgren et. Al. 2013) relativt bra överens, se tabell nedan.

Tabell 4.6. Fordonsgeometri för boggibuss för Finland, Danmark, Norge och Sverige.

Dellängd Mått (m)

Finland Danmark Norge Sverige GRUFF Sverige bef.

Bredd 2,6 2,55 2,55 2,55 2,55

Längd 14,5 15,0 15,0 15,0 15,0

Axelavstånd framaxel-

boggins teoretiska tyngdpunkt

7,93 7,82 7,83 7,72 7,33

Överhäng fram 2,6 2,71 2,7 2,7 2,6

Överhäng bak 3,97 4,47 4,47 4,68 5,07

De mest avvikande värdena är Axelavstånd framaxel-boggins teoretiska tyngdpunkt

samt överhäng bak.

För att kunna utvärdera effekterna av förändring av fordonsgeometrin för Bb har

simuleringar utförts för två olika mittradier vid en korsningsvinkel på 90 grader.

Samtliga fem olika boggibussar har simulerats. Vid varje simulering har maximal

körvidd och aktre svep beräknats.

Vid en jämförelse med hjälp av körviddsanalys ser det lite olika ut beroende på

jämförelse, det tyska, danska nya och svenska fordonet får i princip lika körvidd. Det

Danska gamla fordonet får ca 0,65 m större körvidd och det befintliga Svenska fordonet

ca 1,15 m större körvidd, se tabell nedan.




Tabell 4.7. Jämförelse av körvidd, främre svep och aktre svep för boggibuss för Finland, Danmark,

Norge och Sverige.

Land Rm1) (m) Körvidd (m) Främre svep (m) Aktre svep (m)

Finland 12 6,62 0,36 0,40

15 5,99 3,04 0,29

Danmark 12 6,67 0,37 0,52

15 5,98 3,05 0,40

Norge 12 6,65 3,72 0,52

15 6,01 3,08 0,41

Sverige GRUFF 12 6,48 3,63 0,62

15 5,93 3,00 0,46

Sverige befintlig 12 6,18 3,42 0,68

15 5,63 2,73 0,57

1) Rm betecknar mittradien i en korsningskurva.

Sammanfattningsvis kan sägas att genomgången av fordonsregistret och framtagandet

av det nya typfordonet för Bb enligt GRUFF stämmer ganska bra överens med de

senaste uppdateringarna av Norge och Danmark. Vad gäller utrymmesbehovet mellan

nuvarande och eventuellt nytt typfordon för boggibuss, så ger den nya ett lite större

utrymmesbehov.

Görs en analys av körspår för cirkulationsplats för både högersväng och vänstersväng

blir det lite mer komplext, olika fordon blir dimensionerande för olika delar av

cirkulationen, se figur nedan.

Lps befintlig 20 m rondellradie

Lps GRUFF 20 m rondellradie




Bb befintlig 20 m rondellradie

Bb GRUFF 20 m rondellradie

Figur 4.13. Körspår för befintliga typfordon Lps och Bb samt Lps GRUFF och Bb GRUFF.

Resultatet av analysen är att istället för att Lps varit dimensionerande för i stort sett

samtliga delar, kommer Bb att vara dimensionerande för vissa rörelser och Lmod för

vissa rörelser. För Högersväng kommer Bb att vara dimensionerande emedan för




vänstersväng kommer Lmod i kombination med Bb att vara dimensionerande. Obser-

vera att i denna studie har körfältsbredderna på anslutande väg varit 3,5 meter, vilket

gör att resultaten för 3,75 m körfältsbredd kan se lite annorlunda ut.

4.8 Förslag

Analysen indikerar att framför allt typfordon Lps bör förändras i enlighet med GRUFF-

utredningen. Det rekommenderas att, särskilt med hänsyn till pågående fordonsut-

veckling, en diskussion tas upp med branschen innan nya typfordon och även eventu-

ellt förändrade körsätt införs.




5 Implementering av nya typfordon

5.1 Tunga långa fordonståg

I norden sker nu ett antal försök med tunga och långa fordonståg. I Finland är den

generella maximala totalvikten ökad till 76 ton och försök görs med

fordonskombinationer med en totalvikt upp till 104 ton, se figur nedan.

Figur 5.1. Finskt fordon med en totalvikt på 104 ton och nyttolast på 78 ton (Haataja 2017).

De finländska försöken följs upp genom noggranna fältmätningar, där både givare i

fordonen såväl som på vägsidan har möjliggjort analyser av fordonsstabilitet (lateral

acceleration, longitudinella krafter och laterala krafter) och förarbeteende i verklig trafik

(omkörningsbeteende). Det preliminära resultatet visar på att inga större skillnader

finns mellan de vanliga fordonskombinationerna och de mer maximerade beskrivna

ovan. Definitiva resultat kommer i slutrapporten våren 2018.

är En mycket seriös studie från Chalmers (Sadeghi Kati et. al. 2014) visar på väsentliga

skillnader mellan olika fordonstyper. Fordonskombinationerna VCMC2 är en 16,5 m

lång semitrailer, VCMC7 är ett modulfordon med längden 25,25 m samt VCMC15 som

är snarlikt de stora timmertransportfordonen i norra Sverige med en längd av 33,8 m, se

figur nedan.




Figur 5.2. Fordonsgeometri för VCMC15. (Foto: Erik Viklund, Skogforsk, figur: Volvo GTT).

I dagsläget har detta fordon inga styrda axlar mer än framaxeln på bilen, På returresa är

axel 3 lyfta på dragbil, axel 1 och 3 på link samt axel 1 och 3 på semitrailern.

Figuren nedan visar 90 och 180 graders vridning med en radie på 12,5 m. Samtliga

kombinationer kan hantera 90, 180 och 360 graders sväng med 20 m radie.




Figur 5.3. Korsningsutformning för anslutning med utrymmesklass A till vänster samt för korsning

med utrymmesklass B eller C till höger. (Sadeghi Kati et. al. 2014).

Resultatet för VCMC15 jämfört med modulfordon är att det ger en utökad körvidd med

ca 50 %, vilket gör att befintliga korsningar med befintlig utrymmesklass är ej möjliga

att ta sig igenom för VCMC15.

En studie från Queensland (Cox 2015) behandlar de nuvarande geometrisk

vägutformningsnormernas funktion för de fordon som används på Australiens vägar.

K�

Documents

MOKO · 2018. 11. 26. · MOKO - Utveckling av modell för val av korsningsgeometri Av Per Strömgren, Torsten Bergh & Niklas Olofsson . Movea Trafikkonsult AB Bergsundsgatan 17 [email protected]